Exposition aux nanoparticules de polystyrène au cours de la grossesse et conséquences sur la barrière placentaire : internalisation, bioaccumulation, cytotoxicité, implication de la NADPH oxydase et étude des fonctions placentaires

L'exposition humaine aux micro-nanoplastiques (MP/NP) est aujourd'hui avérée. Après exposition, les MP/NP sont retrouvés dans la circulation sanguine, les poumons, le coeur, le foie, les reins et à ce jour, seule l'imprégnation humaine en MP est documentée : environ 9 mg de MP circule dans le sang (1,6 µg de MP/ mL de sang). La femme enceinte est exposée à ces polluants et le placenta, barrière protectrice à l'interface mère-foetus, est inévitablement contaminé. Renommés plasticentas, les MP sont retrouvés dans toute la structure du tissu placentaire, de la plaque basale du côté maternel à la plaque choriale du côté foetal. Une étude très récente, a détecté en moyenne 127 µg de MP/NP par gramme de tissu placentaire (par pyrolyse-chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse) ; parmi eux figurent le polyéthylène (PE), le polychlorure de vinyle (PVC), le polypropylène (PP) ou encore le polystyrène (PS). Peu de données concernant la toxicité de ces polluants sur la barrière placentaire sont disponibles, la plupart des études portant sur des modèles in vitro de lignées trophoblastiques transformées, peu représentatives de la physiologie humaine placentaire. L'objectif de ce travail est donc d'apporter des éléments de réponse concernant les dangers d'une exposition aux NP sur la barrière placentaire humaine et sur l'issue de grossesse. Le plastique utilisé comme modèle est le PS. Celui-ci est largement répandu dans l'environnement, souvent utilisé dans les contenants alimentaires favorisant ainsi son absorption par voie orale (imprégnation placentaire humaine estimée à environ 1,2 µg de PS /g de tissu). Le PS présente l'avantage d'être commercialisé en tailles nanométriques facilitant les études de toxicité. Au cours de ce travail, deux tailles de nanosphères de PS (NP-PS) ont été étudiées (20 nm et 100 nm) afin de discriminer l'impact de la taille sur la toxicité potentiellement induite. Pour répondre à l'objectif fixé, une approche multi-modèles a été développée : l'internalisation et la bioaccumulation des NP-PS ont été évaluées ex vivo sur des explants de villosité choriale humaine à terme de grossesse ; la cytotoxicité, les mécanismes cellulaires et moléculaires et les répercussions fonctionnelles ont été étudiés in vitro à partir de cultures primaires de cytotrophoblastes villeux (CTV) ; les conséquences sur l'issue de la grossesse et le risque tératogène ont été analysés in vivo sur un modèle murin exposé aux NP-PS par l'eau de boisson, au cours de la gestation. Ces travaux montrent l'existence d'une internalisation des NP-PS dans le tissu placentaire, principalement dans les CTV et le syncytiotrophoblaste. Pour la première fois, une cytotoxicité des NP-PS dès 1 µg/mL est constatée sur les CTV exposés in vitro, associée à une production d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) médiée par la surexpression de la NADPH oxydase 4 (NOX4) (p = 0,058). La réalisation d'un travail cartographique de la NADPH oxydase tout au long de la grossesse saine et pathologique, montre une expression importante de quatre isoformes dans les villosités choriales : les NOX2, 4, 5 et la DUOX1. Par ailleurs, la NOX4 est nettement surexprimée en cas de prééclampsie (PrE) suggérant que l'exposition aux NP-PS pourrait potentialiser certaines pathologies placentaires telle que la PrE. En outre, l'exposition aux NP-PS in vitro conduit à l'induction d'un état pro-inflammatoire (expression du TNF-alpha, de l'IL-6, d'IL1-beta) et à une action de perturbateur endocrinien marquée par la baisse de sécrétion de l'hCG. Enfin, in vivo, l'exposition chronique aux NP-PS au cours de la gestation murine n'induit pas d'anomalies statistiquement significatives du développement foetal (poids et taille normaux, absence de malformations foetales) mais le taux d'interruption précoce de la gestation (résorptions foetales et morts in utero) tend à augmenter (exposition aux NP-PS de 100 nm à 10 mg/L, p = 0,1).